超光速粒子推翻爱因斯坦理论物理学家狂热分析

金秋九月，一颗以诡异著名的微小粒子跑出史上最好成绩，比“粒子界的博尔特”光速还快，所有看客惊掉了下巴。科学界和人文学界少见地一起陷入激动的高潮！如果这是真的，“光速不可超越”的物理学界金科玉律将成谬误，以爱因斯坦相对论奠基的现代物理学大厦需要重新构建。接下来呢？时间旅行可能成为现实的狂想，令哲学家和科幻作家夜不能寐。等一下，科学总在证伪中进步没错，但是爱因斯坦真的错了吗？
　　小粒子的爆炸效应
　　意大利科学家发现一种粒子跑得比光还快中微子。对，电影《2012》中毁灭地球的中微子，不过这次不是忽悠，而是真实的科学数据。这一消息震惊全球。如果真是如此，光速将不再是宇宙的速度极限，爱因斯坦的狭义相对论及整个现代物理学都将重写。半个月来，全球各地的物理学家都在忙着分析这篇研究报告，物理学界少有这么忙活的时刻。
　　“一下子出现这么多论文，实在很令人惊讶。”数学家彼得·瓦特说，“这是正常的过程。当有什么让人激动的实验结果出来后，每个人都想第一个做出解释。现在看来，这次还不同以往。”
　　他指的就是9月23日那个打破物理学界平静的爆炸弹。
　　意大利格兰萨索国家实验室OPERA项目研究人员接收730公里外欧洲核子研究中心发射的中微子束。中微子理论上没有质量，几乎可以穿透任何物质，在理论上可以以光速飞行。
　　因此，在OPERA实验位于地下深处长达730公里的管道中，科学家假定中微子以光速飞行。距离和速度是固定的，那么中微子的飞行时间也应该固定。但是，令人惊讶的是，从日内瓦飞到意大利罗马附近，中微子不仅没有迟到，而且还比预计时间早到了60纳秒（1纳秒等于十亿分之一秒），即每秒钟多“跑”了6公里。
　　这个诡异的实验结果，就目前看来，只有一种解释：中微子飞得比光速更快。
　　这意味着什么？按照为现代物理学奠基的爱因斯坦狭义相对论，光速恒定，它是宇宙的极限速度，没有任何物质可以超越光速运行。
　　“如果OPERA的结果是正确的，那将给整个物理界带来一场观念上的革新。”欧洲核子研究中心的理论物理学家吉恩·古戴斯对本报记者说，“我们构建当前时空观的基本原理就会崩塌，我们得重新思考时空。”
　　物理学家的狂热分析
　　中微子会比光速还快，这个想法太不同寻常，连OPERA实验的科学家也不敢贸然做出猜测。“我们不做出任何猜测。”他们在一份声明中表示。
　　然而，如果实验结果正确，这可能是本世纪乃至现代物理学上最惊人的发现了。科学家的态度一贯相当谨慎。他们在还未正式发表这篇研究论文之前，就把研究报告放在一份公开的论文网站上。“我们希望别的科学家能够做出验证。”他们说。
　　因为这个结果潜在的巨大影响力，OPERA科学家还不同以往地专门开展了一场网络直播，现场向欧洲核子中心的同行们和全球物理学界的科学家们讲解自己的实验方法和过程。华裔科学家丁肇中在现场夸赞这个实验：“我想祝贺你们做出了一个极其美妙的实验”。
　　事实上，欧洲核子研究中心的竞争对手、著名的美国费米实验室早在2007年就观测到了类似的“中微子超光速”现象，但由于该实验对结果估算的误差较大，导致可信度低。如今，费米实验室打算重做实验，验证超光速粒子的实验结果。
　　不过，意大利科学家发布的数据是经过三年的时间和15000次左右的计算融和的结论。目前类似实验很难在其他国家予以重复验证，日本的实验室遭受海啸重创，费米实验室无法达到欧洲核子中心的实验精度。
　　即使如此，在过去的半个月中，这个实验还是成为全球物理学家的热门话题。无数科学家放下了手边的活，涌入在线公开论文网站arxiv.org，逐字逐句地研究OPERA发布的实验数据和过程。很多人在物理博客上发表见解，还有很多人干脆自己也在同一网站上发表了论文，阐释看法。
　　“超光速”过不去的坎
　　在众多的发言中，没有几个物理学家真正相信，中微子会快过光速。
　　“反方”阵营大部分来自理论物理学家，最权威的一个解释来自于诺奖获得者、物理学家谢尔顿·格拉斯豪。他和他的同事在发表的论文中指出，如果中微子运行速度快于光速，其反过来会制造出一种“虚粒子”，并同时夺走中微子的能量。假设中微子真的会以超光速飞行，它们丧失的能量也只会让它们飞一会儿，不足以支撑到整个OPERA实验设计的距离。
　　欧洲核子研究中心的理论物理学家吉恩·古戴斯也发表了一篇论文，支持格拉斯豪。“如果中微子以超光速飞行，它会释放出一些电子和质子，从而丧失能量，这与OPERA探测的高能中微子结果相悖。

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超光速粒子推翻爱因斯坦理论 物理学家狂热分析

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